JP4251239B2 - 密閉式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、密閉式圧縮機、特に、圧縮要素が固定部材に固定されるとともに、固定部材がケーシングの胴板に溶接固定された構造を有する密閉式圧縮機に関する。

圧縮要素がケーシングに収納された密閉式圧縮機において、ケーシングと圧縮要素との接合強度が不足するという問題に対して、特許文献１に示されるように、圧縮要素を構成するフロントヘッドを鋼製のマウンティングプレートと呼ばれる固定部材に固定するとともに、マウンティングプレートをケーシングの胴板に溶接固定する構造が採用されることがある。ここで、フロントヘッドは、マウンティングプレートに３本の締結ボルトによって締結固定されている。また、マウンティングプレートは、フロントヘッドの下方から被さるように配置されており、３本の締結ボルトは、マウンティングプレートの下方から螺挿されている。
特開２００３−２６２１９２号公報

上述の従来構造の密閉式圧縮機では、図６の運転回転数と運転音の周波数特性との関係を示す測定データから解るように、運転回転数によらず、１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音が高くなるという現象が生じており（図６のＡ部参照）、その結果、防音材によってケーシングの外周を覆っていても、この周波数帯の騒音レベルが高いという問題が生じている。

本発明の課題は、圧縮要素が固定部材に固定されるとともに、固定部材がケーシングの胴板に溶接固定された構造を有する密閉式圧縮機において、低騒音化を図ることにある。

第１の発明にかかる密閉式圧縮機は、作動流体を圧縮する圧縮要素と、略円筒状の胴板を有しており圧縮要素を収納するケーシングと、圧縮要素が固定されるとともに胴板に溶接によって固定される固定部材とを備えており、圧縮要素と固定部材との固定は、６本以上の締結ボルトで締結されることによって行われている。しかも、固定部材は、胴板の内周面に接するとともに、胴板の周方向に並んで配置された複数の溶接部において溶接されており、締結ボルトは、胴板の内周側に周方向に並んで配置されており、各溶接部の周方向位置は、締結ボルトのいずれかの周方向位置に略一致している。

本発明の発明者は、上述の従来構造の密閉式圧縮機における１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音が高くなるという現象について、鋭意研究を行い、この現象が、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の固有振動数に起因するものであることを見出した。

そこで、発明者は、本発明にかかる密閉式圧縮機のように、圧縮要素と固定部材との固定を６本以上の締結ボルトの締結により行うことで、圧縮要素と固定部材とのボルト締結の保持強度を高めて、これにより、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性を高めるようにしている。これにより、この集合体の固有振動数に起因する運転音が２０００Ｈｚ付近よりも高い周波数帯にシフトして、１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音が減少することになるため、ケーシングの外周を覆う防音材による防音効果が得られやすくなり、低騒音化を図ることができる。

また、上述の従来構造の密閉式圧縮機において、固定部材がケーシングの胴板に溶接される部分である溶接部の周方向位置については、特別な配慮はなされていなかった。

しかし、本発明の発明者は、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性を高める点に着目して、さらに、溶接部の周方向位置が、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性に影響することを見出した。

そこで、発明者は、本発明にかかる密閉式圧縮機のように、各溶接部の周方向位置を、胴板の内周側に周方向に並んで配置された締結ボルトのいずれかの周方向位置に略一致させることで、溶接部と締結ボルトとの距離が極力短くなるようにして、これにより、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性をさらに高めるようにしている。これにより、この集合体の固有振動数に起因する運転音がさらに高い周波数帯にシフトして、１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音がさらに減少することになるため、一層の低騒音化を図ることができる。

第２の発明にかかる密閉式圧縮機は、第１の発明にかかる密閉式圧縮機において、締結ボルトは、胴板の周方向に略等間隔に配置されている。

上述の従来構造の密閉式圧縮機において、締結ボルトの周方向位置については、特別な配慮はなされていなかった。

しかし、本発明の発明者は、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性を高める点に着目して、さらに、締結ボルトの周方向位置が、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性に影響することを見出した。

そこで、発明者は、本発明にかかる密閉式圧縮機のように、締結ボルトを胴板の周方向に略等間隔に配置することで、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性が周方向で均等化されることになるため、剛性を高める効果を確実に得ることができる。

第３の発明にかかる密閉式圧縮機は、第１又は第２の発明のいずれかにかかる密閉式圧縮機において、圧縮要素は、第１蓋体、シリンダ本体及び第２蓋体が胴板の軸方向に並んで配置されることによって構成されるシリンダを有しており、固定部材は、シリンダに対して軸方向第１蓋体側から被さるように配置されており、締結ボルトを軸方向固定部材側から螺挿することで第１蓋体に固定されている。

第１蓋体（例えば、従来構造の密閉式圧縮機におけるフロントヘッド）とシリンダ本体と第２蓋体（例えば、従来構造の密閉式圧縮機におけるリアヘッド）とが胴板の軸方向に並んで配置されることによって圧縮機構のシリンダが構成される構造を採用する場合において、上述の従来構造の密閉式圧縮機のような、固定部材を軸方向シリンダ本体側から第１蓋体に被さるように配置するとともに、軸方向シリンダ本体側から締結ボルトを螺挿して固定部材を第１蓋体に固定する構造を採用する場合には、締結ボルトの頭部とシリンダ本体（例えば、吸入通路やブッシュ孔が形成された部分）との干渉を避ける必要が生じる。

ここで、締結ボルトの本数が３本であれば、シリンダ本体との干渉を避けることは可能であるが、本発明にかかる密閉式圧縮機のように、締結ボルトの本数が６本以上になると、締結ボルトの頭部とシリンダ本体との干渉を避けることが困難になり、これにより、締結ボルトの本数を６本以上にすることが困難になる。特に、第３の発明にかかる密閉式圧縮機のように、締結ボルトを胴板の周方向に略等間隔に配置することは、非常に困難になる。

そこで、発明者は、本発明にかかる密閉式圧縮機のように、固定部材をシリンダに対して軸方向第１蓋体側から被さるように配置するとともに、締結ボルトを軸方向固定部材側から螺挿することで固定部材を第１蓋体に固定する構造を採用することで、締結ボルトの本数が多くなったとしても、締結ボルトの頭部とシリンダ本体との干渉を避けることが容易になるようにしている。これにより、第１蓋体とシリンダ本体と第２蓋体とが胴板の軸方向に並んで配置されることによって圧縮要素のシリンダが構成される構造を採用する場合において、６本以上の締結ボルトで圧縮要素と固定部材とを締結固定することができる。

第４の発明にかかる密閉式圧縮機は、第１〜第３の発明のいずれかにかかる密閉式圧縮機において、胴板の内径は、１２５ｍｍ以上である。

圧縮要素が固定部材に固定されるとともに、固定部材がケーシングの胴板に溶接固定された構造を有する密閉式圧縮機では、胴板の内径が１２５ｍｍ以上の大型のケーシングになると、小型のものと比べて騒音レベルが大きくなる傾向がある。

しかし、本発明にかかる密閉式圧縮機では、第１〜第４の発明のいずれかを採用することで、低騒音化を図ることができるため、胴板の内径の大型化によって騒音レベルが大きくなる傾向も抑えることができる。

第５の発明にかかる密閉式圧縮機は、第１〜第４の発明のいずれかにかかる密閉式圧縮機において、作動流体が二酸化炭素である。

作動流体として二酸化炭素を使用すると、圧縮要素が圧力荷重により加振されやすくなり、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等の冷媒を使用する場合に比べて、騒音レベルが大きくなる傾向がある。

しかし、本発明にかかる密閉式圧縮機では、第１〜第５の発明のいずれかを採用することで、低騒音化を図ることができるため、作動流体として二酸化炭素を使用することによって騒音レベルが大きくなる傾向も抑えることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性を高めて、低騒音化を図ることができる。

第２の発明では、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性を高める効果を確実に得ることができる。

第３の発明では、第１蓋体とシリンダ本体と第２蓋体とが胴板の軸方向に並んで配置されることによって圧縮機構のシリンダが構成される構造を採用する場合において、締結ボルトの頭部とシリンダ本体との干渉を避けつつ、６本以上の締結ボルトで圧縮要素と固定部材とを締結固定することができる。

第４の発明では、胴板の内径の大型化によって騒音レベルが大きくなる傾向も抑えることができる。

第５の発明では、作動流体として二酸化炭素を使用することによって騒音レベルが大きくなる傾向も抑えることができる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる密閉式圧縮機の実施形態について説明する。

（１）密閉式圧縮機の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる密閉式圧縮機１の概略縦断面図である。図２は、ケーシング２の胴板２１の断面を含むフロントヘッド３４及びマウンティングプレート６１の構成を示す概略平面図である。図３は、図２のＩ−Ｉ断面図である。図４は、マウンティングプレート６１の構成を示す概略平面図である。図５は、シリンダ本体３３及びスイング３２の構成を示す概略平面断面図である。尚、以下の説明においては、圧縮機モータ５の回転軸線Ｏ−Ｏの方向を「軸方向」とし、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向を「径方向」とし、回転軸線Ｏ−Ｏ周りの方向を「周方向」とする。また、胴板２２の上下方向、胴板２１の放射方向、及び胴板２１の周囲方向についても、回転軸線Ｏ−Ｏの方向に倣って、それぞれ、「軸方向」、「径方向」、及び「周方向」とする。

密閉式圧縮機１は、空気調和装置等の冷凍サイクル運転を行う冷媒回路に接続されて、作動流体としての冷媒を圧縮する機能を有する揺動ピストン型のロータリ圧縮機であり、主として、ケーシング２と、圧縮要素３と、圧縮機モータ５とを有している。そして、密閉式圧縮機１は、圧縮要素３及び圧縮機モータ５がケーシング２内に収納された密閉式構造となっており、しかも、ケーシング２の内部空間が圧縮要素３によって圧縮された後の高圧冷媒によって満たされる構造（いわゆる、高圧ドーム型構造）となっている。また、冷媒としては、例えば、二酸化炭素（ＣＯ₂）が使用されており、このため、ケーシング２は、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍サイクル運転における高圧（１４ＭＰａ程度）に対応できるように構成されている。

ケーシング２は、本実施形態において、縦型円筒状の容器であり、主として、略円筒状の胴板２１と、胴板２１の上下の開口端を閉じる略椀状の上部鏡板２２及び下部鏡板２３とを有している。胴板２１には、胴板２１の下部を貫通する吸入管１１と、胴板２１を貫通する吐出管１２とが設けられている。吐出管１２は、吸入管１１が貫通する位置よりも上部において胴板２１を貫通しており、ケーシング２の内部空間と外部とを連通している。そして、吐出管１２の上端は、冷媒回路を構成する図示しない冷媒管に接続可能に構成されている。上部鏡板２２には、外部電源に接続されて圧縮機モータ５に電力を供給するターミナル１３が設けられている。また、ケーシング２の下部には、冷凍機油が貯留された油溜まり部１４が形成されている。そして、冷凍機油としては、二酸化炭素を冷媒として使用することを考慮して、高粘性の特性を有するポリアルキレングリコール等が使用されている。尚、ここでは図示しないが、ケーシング２の外周は、防音材によって覆われており、密閉式圧縮機１の運転音が外部に伝わるのを抑えるようにしている。この防音材としては、主として、グラスウール、ロックウールや樹脂繊維等からなる吸音材を有するものが使用されている。

圧縮要素３は、主として、シリンダ３１と、シリンダ３１内で揺動する揺動ピストンとしてのスイング３２とを有しており、ケーシング２内の下部に配置されている。シリンダ３１は、主として、シリンダ本体３３と、第１蓋体としてのフロントヘッド３４と、第２蓋体としてのリアヘッド３５とを有している。シリンダ本体３３は、略円筒状に形成され、ケーシング２の胴板２１と同心に配置されている。フロントヘッド３４、シリンダ本体３３、及びリアヘッド３５は、フロントヘッド３４がシリンダ本体３３の上側に配置されるとともに、リアヘッド３５がシリンダ本体３３の下側に配置されることによって、胴板２１の軸方向に並んで配置されており、締結ボルト３６で締結されて一体に組み立てられている。ここで、フロントヘッド３４、シリンダ本体３３、及びリアヘッド３５は、鋳物製である。シリンダ３１は、固定部材としてのマウンティングプレート６１を介してケーシング２の胴板２１に固定されている。具体的には、マウンティングプレート６１は、締結ボルト６２によってフロントヘッド３４に締結固定されるとともに、溶接によってケーシング２の胴板２１に固定されている。ここでは、ケーシング２の胴板２１を貫通する溶接孔２４を通じてケーシング２の外部から溶融金属を流入させることで溶接部２５を形成し、この溶接部２５において、マウンティングプレート６１とケーシング２の胴板２１とを溶接固定している。また、シリンダ３１には、シリンダ本体３３の内周面と、フロントヘッド３４の下端面と、リアヘッド３５の上端面と、スイング３２の外周面とにより、圧縮室３７が区画形成されている。フロントヘッド３４及びリアヘッド３５には、中央を上下に貫通する軸孔３４ａ、３５ａが形成されており、この軸孔３４ａ、３５ａに駆動軸１５が回転自在に嵌め込まれている。すなわち、駆動軸１５は、ケーシング２内の中心を上下方向に延びるように配置されており、シリンダ３１のフロントヘッド３４、圧縮室３７及びリアヘッド３５を上下方向に貫通している。尚、胴板２１を含めた圧縮要素３及びマウンティングプレート６１の詳細については後述する。

圧縮機モータ５は、固定子であるステータ５１と、回転子であるロータ５２とを有しており、圧縮要素３の上方に配置されている。ステータ５１は、円筒状の固定子コアであるステータコア５３と、ステータコア５３に装着される３相の巻線とを備えている。そして、ステータ５１は、各巻線に通電することによって回転磁界を発生させるように構成されている。ロータ５２は、その内部に図示しない永久磁石が嵌め込まれており、ステータ５１の内側で回転可能に構成されるとともに、駆動軸１５が嵌め込まれて圧縮要素３と駆動連結されている。ステータコア５３は、ケーシング２の胴板２１に焼き嵌めされるとともに、溶接によって胴板２１に固定されている。ここでは、ケーシング２の胴板２１を貫通する溶接孔２６を通してケーシング２の外部から溶融金属を流入させることで溶接部２７を形成し、この溶接部２７において、ステータコア５３とケーシング２の胴板２１とを溶接固定している。そして、ターミナル１３を介して圧縮機モータ５に通電することによりロータ５２が回転し、ロータ５２の回転によって駆動軸１５が回転し、圧縮要素３に回転駆動力を付与して圧縮要素３を駆動するようになっている。

尚、駆動軸１５には、図示しない遠心ポンプ及び給油路が設けられている。遠心ポンプは、駆動軸１５の下端部に設けられ、駆動軸１５の回転に伴って油溜まり部１４に貯留される冷凍機油を汲み上げるように構成されている。そして、給油路は、駆動軸１５内を上下方向に延びるとともに、遠心ポンプが汲み上げた冷凍機油を各摺動部分へ供給するように構成されている。

また、密閉型圧縮機１には、吸入管１１を介して吸入マフラー１６が接続されている。この吸入マフラー１６は、本実施形態において、縦型円筒状の密閉容器であり、その下端に吸入管１１が、上端に戻し管１７の下端がそれぞれ挿入されている。戻し管１７は、冷媒回路を循環する冷媒を吸入マフラー１６に導くためのものであり、その上端が冷媒回路を構成する図示しない冷媒管に接続可能に構成されている。吸入マフラー１６は、戻し管１７を通じて流入した冷媒の圧力脈動を抑え運転音を低減することができるように構成されている。

次に、圧縮要素３を構成するスイング３２及びシリンダ本体３３の構成について詳細に説明する。シリンダ本体３３は、その内側にスイング３２が配置されるとともに、吸入通路３８とブッシュ孔３９と吐出通路４０とが形成されている。スイング３２は、円筒状のロータ部４１と直方体状のブレード部４２とが一体に形成されることによって構成されており、ロータ部４１が圧縮室３７に位置するように配置されている。ロータ部４１は、駆動軸１５に一体に形成される偏心部４３が嵌入され、偏心部４３に回動自在に支持されるとともに、外周面の一部がシリンダ本体３３の内周面と冷凍機油の油膜を介して接するように配置されている。そして、圧縮室３７は、スイング３２によって、低圧室３７ａと高圧室３７ｂとに区画されている。吸入通路３８は、シリンダ本体３３の外周面と内周面とを径方向に貫通するように形成されている。そして、吸入通路３８は、内側端が圧縮室３７に開口し、低圧室３７ａに連通可能に構成されている。吸入通路３８には、ケーシング２の胴板２１に嵌入された吸入管１１が嵌め込まれている。ブッシュ孔３９は、吸入通路３８の付近においてシリンダ本体３３の内周面に凹設されるとともに、シリンダ本体３３の上端面から下端面に亘って形成されている。ブッシュ孔３９には、断面が略半円柱状の一対のブッシュ４４が揺動自在に配置されている。このブッシュ４４は、ブッシュ孔３９におけるシリンダ本体３３の内周面寄りに配置されており、ブッシュ孔３９におけるブッシュ４４の外周側の部分には、ブレード部４１の外周端部が配置されている。両ブッシュ４４間には、スイング３２のブレード部４１が挿入されており、このブレード部４１は、両ブッシュ４４によって進退移動自在に支持されている。そして、駆動軸１５が回転すると、揺動する両ブッシュ４４を揺動中心としてスイング３２が揺動するようになっている。吐出通路４０は、ブッシュ孔３９を吸入流路３８との周方向間に挟む位置において、シリンダ本体３３の内面の一部を半円状に切り欠くように形成されている。尚、シリンダ本体３３は、概ねケーシング２の胴板２１の内径よりも小さい略環状の部材であるが、吸入通路３８及びブッシュ孔３９が形成された部分については、胴板２１の内周面近傍まで径方向外周側に突出した径方向突出部４５を構成している。

次に、マウンティングプレート６１について詳細に説明する。マウンティングプレート６１は、円環状の上面部６３と、上面部６３の外周縁から下方に延びる側面部６４とを有しており、縦断面Ｕ字状に形成されている。そして、マウンティングプレート６１は、シリンダ３１に対して上側（すなわち、軸方向フロントヘッド３４側）から被さるように配置されており、上面部６３の内周側の開口６３ａを塞ぐように圧縮要素３のフロントヘッド３４が嵌挿されている。本実施形態において、このフロントヘッド３４は、その上端面がマウンティングプレート６１の上面部６３における上端面とほぼ面一の状態になるように配置されている。マウンティングプレート６１は、炭素の含有率が質量百分率で２．０％以下の鋼からなり、その側面部６４がケーシング２の胴板２１に溶接によって固定されている。より具体的には、マウンティングプレート６１の側面部６４は、胴板２１の内周面に接するとともに、胴板２１の周方向に並んで配置された６個の溶接部２５（すなわち、胴板２１を貫通する６個の溶接孔２４を通じてケーシング２の外部から溶融金属を流入させることによって形成された部分）において溶接されている。また、マウンティングプレート６１の上面部６３には、フロントヘッド３４に締結される締結ボルト６２を挿入するための６個の貫通孔６５が形成されている。より具体的には、６個の貫通孔６５は、胴板２１の内周側に周方向に並んで配置されており、各貫通孔６５は、周方向に略等間隔に（すなわち、本実施形態の場合には、ある貫通孔６５の周方向中央と軸中心Ｏとを結ぶ線と周方向に隣り合う貫通孔６５の周方向中央と軸中心Ｏとを結ぶ線とが成す角度が約６０度となるように）配置されている。そして、マウンティングプレート６１は、６本の締結ボルト６２を上側（すなわち、軸方向マウンティングプレート６１側）から螺挿することで、フロントヘッド３４に固定されている。ここで、締結ボルト６２の頭部６２ａは、マウンティングプレート６１の上面部６３における上端面よりも上側に突出した状態となっている。また、各溶接部２５は、締結ボルト６２と同様に、周方向に略等間隔に配置されており、各溶接部２５の周方向位置は、締結ボルト６２のいずれかの周方向位置に略一致している。

次に、フロントヘッド３４について詳細に説明する。フロントヘッド３４は、６個の締結孔４６と切欠凹部４７とが形成されている。締結孔４６は、マウンティングプレート６１と締結固定するための締結ボルト６２を螺挿するためのものであり、マウンティングプレート６１の貫通孔６５に対応する位置に形成されている。より具体的には、フロントヘッド３４の外周縁には、マウンティングプレート６１の側面部６４の内周面近傍まで突出した径方向突出部４８が、マウンティングプレート６１の貫通孔６５に対応するように６個形成されており、各径方向突出部４８の上端面から下側（軸方向シリンダ３３側）に向かって締結孔４６が形成されている。切欠凹部４７は、フロントヘッド３４の上面において平面視がほぼ長円形状に形成されている。また、切欠凹部４７は、吐出通路４０に連通しており、圧縮室３７内の高圧冷媒をケーシング２内に吐出させることができるようになっている。

（２）密閉式圧縮機の特徴
本実施形態の密閉式圧縮機１には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の密閉式圧縮機１の発明者は、従来構造の密閉式圧縮機における１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音が高くなるという現象（図６参照）について、鋭意研究を行い、この現象が、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の固有振動数に起因するものであることを見出した。

そこで、発明者は、本実施形態にかかる密閉式圧縮機１のように、圧縮要素３（具体的には、フロントヘッド３４）と固定部材としてのマウンティングプレート６１との固定を６本の締結ボルト６２の締結により行うことで（図２参照）、圧縮要素３とマウンティングプレート６１とのボルト締結の保持強度を高めて、これにより、ケーシング２を含めた圧縮要素３とマウンティングプレート６１との集合体の剛性を高めるようにしている。これにより、この集合体の固有振動数に起因する運転音が２０００Ｈｚ付近よりも高い周波数帯にシフトして、１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音が減少することになるため、ケーシング２の外周を覆う防音材による防音効果が得られやすくなり、低騒音化を図ることができるようになっている。より具体的には、防音材を構成する吸音材は、吸音材の材質等にもよるものの、１０００〜２０００Ｈｚ以下の低周波数帯の運転音の吸音率が低く、２０００Ｈｚ以上の高周波数帯の運転音の吸音率は高いという吸音特性を有しているが、本実施形態にかかる密閉式圧縮機１では、上述のように、運転音を高周波数帯へシフトさせることで、防音材の吸音特性を考慮しつつ低騒音化を図ることができるようになるため、低周波数帯の運転音の吸音率が高い吸音材を有する防音材を使用する等のような特別な工夫を防音材に施すことなく、比較的安価な防音材を使用して低騒音化を図ることが可能になっている。ここで、本実施形態の密閉式圧縮機１における運転回転数と運転音の周波数特性との関係を示す測定データを図７に示すが、ケーシング２を含めた圧縮要素３とマウンティングプレート６１との集合体の固有振動数に起因する運転音のピークが１５００Ｈｚ付近（図６参照）から２５００Ｈｚ付近にシフトして、１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音が７０ｄＢ付近（図６参照）から５０ｄＢ付近まで減少していることがわかる。

尚、圧縮要素３とマウンティングプレート６１とのボルト締結の保持強度を高める作用という観点から見れば、締結ボルト６２の本数は、本実施形態のように、６本に限られるものではなく、例えば、７本や８本等のように、６本以上にすればよい。

（Ｂ）
また、従来構造の密閉式圧縮機においては、固定部材がケーシングの胴板に溶接される部分である溶接部２５の周方向位置については、特別な配慮はなされていなかったが、本実施形態の密閉式圧縮機１の発明者は、ケーシングを含めた圧縮要素３と固定部材との集合体の剛性を高める点に着目して、さらに、溶接部の周方向位置が、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性に影響することを見出した。

そこで、発明者は、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、各溶接部２５の周方向位置を、胴板２１の内周側に周方向に並んで配置された締結ボルト６２のいずれかの周方向位置に略一致させることで（図２参照）、溶接部２５と締結ボルト６２との距離が極力短くなるようにして、これにより、ケーシング２を含めた圧縮要素３と固定部材としてのマウンティングプレート６１との集合体の剛性をさらに高めるようにしている。これにより、この集合体の固有振動数に起因する運転音がさらに高い周波数帯にシフトして、１０００〜２０００Ｈｚ付近の周波数帯の運転音がさらに減少することになるため、一層の低騒音化を図ることができるようになっている。

尚、溶接部２５と締結ボルト６２との距離が極力短くなるようにする作用をという観点から見れば、溶接部２５の数（本実施形態では、６個）は、締結ボルト６２の数（本実施形態では、６本）と同数に限られるものではなく、例えば、締結ボルト６２の数が本実施形態と同様に６本である場合において、溶接部２５を４個にするとともに、各溶接部２５の周方向位置を、６本の締結ボルト６２のいずれかの周方向位置に略一致させる等のように、溶接部２５の周方向位置が必ず締結ボルト６２の周方向位置に略一致するように配置すればよい。

しかも、従来構造の密閉式圧縮機においては、締結ボルトの周方向位置については、特別な配慮はなされていなかったが、本実施形態の密閉式圧縮機１の発明者は、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性を高める点に着目して、さらに、締結ボルトの周方向位置が、ケーシングを含めた圧縮要素と固定部材との集合体の剛性に影響することを見出した。

そこで、発明者は、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、締結ボルト６２を胴板２１の周方向に略等間隔に配置することで（図２参照）、ケーシング２を含めた圧縮要素３と固定部材としてのマウンティングプレート６１との集合体の剛性が周方向で均等化されることになるため、剛性を高める効果を確実に得ることができるようにしている。

（Ｃ）
また、第１蓋体（例えば、従来構造の密閉式圧縮機や本実施形態におけるフロントヘッド）とシリンダ本体と第２蓋体（例えば、従来構造の密閉式圧縮機や本実施形態におけるリアヘッド）とが胴板の軸方向に並んで配置されることによって圧縮機構のシリンダが構成される構造を採用する場合において、従来構造の密閉式圧縮機のような、固定部材（本実施形態におけるマウンティングプレート６１）を軸方向シリンダ本体側から第１蓋体に被さるように配置するとともに、軸方向シリンダ本体側から締結ボルトを螺挿して固定部材を第１蓋体に固定する構造を採用する場合には、締結ボルトの頭部とシリンダ本体（例えば、本実施形態における吸入通路３８やブッシュ孔３９が形成された部分である径方向突出部４５）との干渉を避ける必要が生じる。

ここで、従来構造の密閉式圧縮機のように、締結ボルトの本数が３本であれば、シリンダ本体との干渉を避けることは可能であるが、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、締結ボルトの本数が６本（あるいは、それ以上）になると、締結ボルトの頭部とシリンダ本体との干渉を避けることが困難になり、これにより、締結ボルトの本数を６本以上にすることが困難になる。特に、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、締結ボルト６２を胴板２１の周方向に略等間隔に配置することは、非常に困難になる。

そこで、発明者は、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、固定部材としてのマウンティングプレート６１をシリンダ３１に対して軸方向第１蓋体側（すなわち、軸方向フロントヘッド３４側）から被さるように配置するとともに、締結ボルト６２を軸方向固定部材側（すなわち、軸方向マウンティングプレート６１側）から螺挿することでマウンティングプレート６１を第１蓋体としてのフロントヘッド３４に固定する構造を採用することで、締結ボルト６２の本数が６本（あるいは、それ以上）まで多くなったとしても、締結ボルト６２の頭部６２ａとシリンダ本体３３との干渉を避けることが容易になるようにしている。これにより、第１蓋体としてのフロントヘッド３４とシリンダ本体３３と第２蓋体としてのリアヘッド３５とが胴板２１の軸方向に並んで配置されることによって圧縮要素３のシリンダ３１が構成される構造を採用する場合において、６本（あるいは、それ以上）の締結ボルト６２で圧縮要素３と固定部材としてのマウンティングプレート６１とを締結固定することができるようになる。

（Ｄ）
また、本実施形態のように、圧縮要素３が固定部材としてのマウンティングプレート６１に固定されるとともに、マウンティングプレート６１がケーシング２の胴板２１に溶接固定された構造を有する密閉式圧縮機１では、胴板２１の内径Ｄ（図３参照）が１２５ｍｍ以上の大型のケーシングになると、小型のものと比べて騒音レベルが大きくなる傾向があるが、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、上述のような構成を採用することで、低騒音化を図ることができるため、胴板２１の内径Ｄの大型化によって騒音レベルが大きくなる傾向も抑えることができる。

（Ｅ）
また、本実施形態のように、作動流体として二酸化炭素が使用される場合には、圧縮要素３が圧力荷重により加振されやすくなり、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等の冷媒を使用する場合に比べて、騒音レベルが大きくなる傾向があるが、本実施形態の密閉式圧縮機１のように、上述のような構成を採用することで、低騒音化を図ることができるため、作動流体として二酸化炭素を使用することによって騒音レベルが大きくなる傾向も抑えることができる。

（３）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、第１蓋体としてのフロントヘッド３４、シリンダ本体３３、及び第２蓋体としてのリアヘッド３５によって区画形成された単一の圧縮室３７を有する構成に対して、本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、シリンダ本体を中間ヘッドによって軸方向に複数に分割することで複数の圧縮室が形成された構成に対しても、本発明を適用可能である。

本発明を利用すれば、圧縮要素が固定部材に固定されるとともに、固定部材がケーシングの胴板に溶接固定された構造を有する密閉式圧縮機において、低騒音化を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる密閉型圧縮機の概略縦断面図である。 ケーシングの胴板の断面を含むフロントヘッド及びマウンティングプレートの構成を示す概略平面図である。 図２のＩ−Ｉ断面図である。 マウンティングプレートの構成を示す概略平面図である。 シリンダ本体及びスイングの構成を示す概略平面断面図である。 従来構造の密閉式圧縮機における運転回転数と運転音の周波数特性との関係を示す測定データである。 本発明構造の密閉式圧縮機における運転回転数と運転音の周波数特性との関係を示す測定データである。

符号の説明

１ 密閉式圧縮機
２ ケーシング
３ 圧縮要素
２１ 胴板
２５ 溶接部
３１ シリンダ
３３ シリンダ本体
３４ フロントヘッド（第１蓋体）
３５ リアヘッド（第２蓋体）
６１ マウンティングプレート（固定部材）
６２ 締結ボルト

Claims (5)

1. 作動流体を圧縮する圧縮要素（３）と、
   略円筒状の胴板（２１）を有しており、前記圧縮要素を収納するケーシング（２）と、
   前記圧縮要素が固定されるとともに、前記胴板に溶接によって固定される固定部材（６１）とを備え、
   前記圧縮要素と前記固定部材との固定は、６本以上の締結ボルト（６２）で締結されることによって行われ、
   前記固定部材は、前記胴板の内周面に接するとともに、前記胴板の周方向に並んで配置された複数の溶接部（２５）において溶接されており、
   前記締結ボルトは、前記胴板の内周側に周方向に並んで配置されており、
   前記各溶接部の周方向位置は、前記締結ボルトのいずれかの周方向位置に略一致している、
   密閉式圧縮機（１）。
2. 前記締結ボルト（６２）は、前記胴板（２１）の周方向に略等間隔に配置されている、請求項１に記載の密閉式圧縮機（１）。
3. 前記圧縮要素（３）は、第１蓋体（３４）、シリンダ本体（３３）及び第２蓋体（３５）が前記胴板（２１）の軸方向に並んで配置されることによって構成されるシリンダ（３１）を有しており、
   前記固定部材（６１）は、前記シリンダに対して軸方向第１蓋体側から被さるように配置されており、前記締結ボルト（６２）を軸方向固定部材側から螺挿することで前記第１蓋体に固定されている、
   請求項１又は２に記載の密閉式圧縮機（１）。
4. 前記胴板（２１）の内径は、１２５ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の密閉式圧縮機（１）。
5. 前記作動流体が二酸化炭素である、請求項１〜４のいずれかに記載の密閉式圧縮機（１）。